1、光纖激光器原理光纖激光器主要由泵浦源，耦合器，摻稀土元素光纖，諧振腔等部件構(gòu)成。泵浦源由一個(gè)或多個(gè)大功率激光二極管陣列構(gòu)成，其發(fā)出的泵浦光經(jīng)特殊的泵浦結(jié)構(gòu)耦合入作為增益介質(zhì)的摻稀土元素光纖，泵浦波長(zhǎng)上的光子被摻雜光纖介質(zhì)吸收，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，受激發(fā)射的光波經(jīng)諧振腔鏡的反饋和振蕩形成激光輸出。光纖激光器特點(diǎn)光纖激光器以光纖作為波導(dǎo)介質(zhì)，耦合效率高，易形成高功率密度，散熱效果好，無(wú)需龐大的制冷系統(tǒng)，具有高轉(zhuǎn)換效率，低閾值，ginglmode此signal*Multi-modepumplightRa語(yǔ)earthdopedsihfije-iwtecoreMgNXXk/XXR.ampniultbitic

2、depumplightshaleisabsorbedbyylleibium自舊幅由ihe$ine-nwdecore"光束質(zhì)量好和窄線寬等優(yōu)點(diǎn)片，具有免調(diào)節(jié)、漫維護(hù)、護(hù)時(shí)間，平均免維護(hù)曲在光纖激光器原理圖1:。并且，光纖激光器的諧振腔內(nèi)無(wú)光學(xué)鏡高通的工作壽命和免維10萬(wàn)小時(shí)以上峰值功率：脈沖激光器，顧名思義，它輸出的激光是一個(gè)一個(gè)脈沖，每單個(gè)脈沖有一個(gè)持續(xù)時(shí)間，比如說(shuō)10ns（納秒），一般稱作單個(gè)脈沖寬度，或單個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間，我們用t表示。這種激光器可以發(fā)出一連串脈沖，比如，1秒鐘發(fā)出10個(gè)脈沖，或者有的就發(fā)出一個(gè)脈沖。這時(shí)，我們就說(shuō)脈沖重復(fù)（頻）率前者為10,后者為1,那么，1秒鐘發(fā)

3、出10個(gè)脈沖，它的脈沖重復(fù)周期為0.1秒，而1秒鐘發(fā)出1個(gè)脈沖，那么，它的脈沖重復(fù)周期為1秒，我們用T表示這個(gè)脈沖重復(fù)周期。如果單個(gè)脈沖的能量為E,那么E/T稱作脈沖激光器的平均功率，這是在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。例如，E=50mJ尾焦），T=0.1秒,那么，平均功率P平均=50mJ/0.1s=500mWA如果用E除以t,即有激光輸出的這段時(shí)間內(nèi)的功率，一般稱作峰值功率（peakpower）,例如，在前面的例子中E=50mJ,t=10ns,P峰值=5010八（-3）/101儀（-9）=510A6W=5MW（兆瓦），由于脈沖寬度t很小，它的峰值功率很大。脈沖能量E=1mj脈寬t=100ns重復(fù)頻率2

4、0-80K脈沖持續(xù)時(shí)間T=1s/2k=?秒平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20WP峰值功率=E/t激光的分類：激光按波段分，可分為可見(jiàn)光、紅外、紫外、X光、多波長(zhǎng)可調(diào)諧，目前工業(yè)用紅外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um紅外激光，氟燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光，氤燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光，半導(dǎo)體側(cè)面/端面泵浦激光器1.064um紅外激光。激光器的種類分，可分為固體、氣體、液體、半導(dǎo)體和染料等幾種類型：(1)固體激光器一般小而堅(jiān)固，脈沖輻射功率較高，應(yīng)用范圍較廣泛。如：Nd:YAG激光器。Nd(鉉)是一種稀土元素，YAGf弋表億鋁石榴石，晶體

5、結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。(2)半導(dǎo)體激光器可以通過(guò)外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等改變激光的波長(zhǎng)，能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能，所以發(fā)展迅速。(3)氣體激光器以氣體為工作物質(zhì)(主要為惰性氣體)，單色性和相干性較好，激光波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千種，應(yīng)用廣泛。氣體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、精密測(cè)量、全息技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛。氣體激光器有電能、熱能、化學(xué)能、光能、核能等多種激勵(lì)方式。(4)以液體染料為工作物質(zhì)的染料激光器于1966年問(wèn)世，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究領(lǐng)域。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生激光的染料，大約在500種左右。這些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機(jī)塑料中以固態(tài)出現(xiàn)，或

6、升華為蒸汽，以氣態(tài)形式出現(xiàn)。所以染料激光器也稱為“液體激光器”。染料激光器的突出特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。燃料激光器種類繁多，價(jià)格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體激光器相媲美，應(yīng)用于分光光譜、光化學(xué)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)。(5)紅外激光器已有多種類型，應(yīng)用范圍廣泛，它是一種新型的紅外輻射源，特點(diǎn)是輻射強(qiáng)度高、單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)。(6)X射線激光器在科研和軍事上有重要價(jià)值，應(yīng)用于激光反導(dǎo)彈武器中具有優(yōu)勢(shì)；生物學(xué)家用X射線激光能夠研究活組織中的分子結(jié)構(gòu)或詳細(xì)了解細(xì)胞機(jī)能；用X射線激光拍攝分子結(jié)構(gòu)的照片，所得到的生物分子像的對(duì)比度很高。(7)化學(xué)激光器有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能

7、量，可用來(lái)產(chǎn)生激光作用。(8)自由電子激光器這類激光器比其他類型更適于產(chǎn)生很大功率的輻射。它的工作機(jī)制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬(wàn)伏高能調(diào)整電子束，經(jīng)周期磁場(chǎng)，形成不同能態(tài)的能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射。光分為可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光：是根據(jù)人的肉眼是否能看到來(lái)劃分的。光的可見(jiàn)與不可見(jiàn)與光(或者說(shuō)電磁波，光就是電磁波)的波長(zhǎng)有關(guān)系，人眼能看到的電磁波的波長(zhǎng)范圍是400nm到760nm,400nm左右的是紫色光，小于這個(gè)波長(zhǎng)的人眼就看不到了，是紫外線。760nm附件的是紅色光，波長(zhǎng)大于這個(gè)范圍，人眼也感覺(jué)不到也就是紅外線。TOOnm4口0rm6O5run435tjti紅595run黃490m500nm560i

8、un480iun,7皿IniZwnan鄧皿SECnm1'HGim1"ed5tLm儂Um：nni波長(zhǎng)為380780nm的電磁波為可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光透過(guò)三棱鏡可以呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光譜。紅色光波最長(zhǎng)，640780nm紫色光波最短，380430nm紅640780nm橙640610nm黃610530nm綠505525nm藍(lán)505470nm紫470380nm肉眼看得見(jiàn)的是電磁波中很短的一段，從0.4-0.76微米這部分稱為可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光經(jīng)三棱鏡分光后，成為一條由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光帶，這光帶稱為光譜。其中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，其它各色光的波長(zhǎng)則依次介于其間。波長(zhǎng)長(zhǎng)于紅光的（0.76微米）有紅外線有無(wú)線電波；波長(zhǎng)短于紫色光的（0.4微米）有紫外線常見(jiàn)的可見(jiàn)光有：紅光、紫光常用的是：紅外和紫外，紅外的如：YAG燈泵浦，CO2,半導(dǎo)體側(cè)面/端面泵浦，光纖激光依據(jù)釋放能量的方式可分為：連續(xù)和脈沖激光，連續(xù)激光是以穩(wěn)定、連續(xù)的光束釋放出能量，如二氧化碳、CW光纖激光器。脈沖激光的能量是以脈沖的形式釋放的，即激光能量在一個(gè)固定的（也有可調(diào)節(jié)的）時(shí)間內(nèi)（脈沖寬度）釋放出來(lái)（稱為一個(gè)脈沖），而每個(gè)脈沖之間的時(shí)間是可控的，依據(jù)脈沖寬度，此類激光又